螺旋千斤頂設(shè)計(jì)說(shuō)明書

1、機(jī)械設(shè)計(jì)課程螺旋千斤頂設(shè)計(jì)說(shuō)明書專 業(yè)學(xué)生姓名學(xué) 號(hào)年 月 日機(jī)械設(shè)計(jì)大型作業(yè)編號(hào)08螺旋千斤頂作業(yè)任務(wù)書 一、題目：螺旋千斤頂原始數(shù)據(jù):題目設(shè)計(jì)方案12345678910最大起重量F（KN）20253035404550556065最大起升高度H（mm）150160170180190200210220230240二、機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖三、工作量1、總裝配圖一張；2、計(jì)算說(shuō)明書一份。四、參考資料螺旋千斤頂設(shè)計(jì)指導(dǎo)書目 錄一、目的（1）二、題目與設(shè)計(jì)方案（1）三、裝配簡(jiǎn)圖（1）四、計(jì)算及說(shuō)明（1）五、參考文獻(xiàn) （11）一、目的1. 熟悉螺旋千斤頂?shù)墓ぷ髟砼c設(shè)計(jì)計(jì)算方法；2. 學(xué)會(huì)運(yùn)用所學(xué)過(guò)的知識(shí)，解決實(shí)際

2、設(shè)計(jì)中遇到的問(wèn)題，培養(yǎng)獨(dú)立工作能力，初步學(xué)會(huì)綜運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決材料選擇、強(qiáng)度和剛度計(jì)算、制造與裝配工藝等問(wèn)題；3. 熟悉有關(guān)設(shè)計(jì)資料，學(xué)會(huì)查閱手冊(cè)何用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。2、 題目與設(shè)計(jì)方案題目：螺旋千斤頂設(shè)計(jì)方案：方案編號(hào)8最大起重量F（kN）55最大起升高度H（mm）220三、裝配簡(jiǎn)圖圖1托杯手柄螺母螺桿底座四、計(jì)算及說(shuō)明計(jì) 算 及 說(shuō) 明結(jié) 果1、 螺桿的設(shè)計(jì)與計(jì)算 1)螺紋牙型 螺紋牙型有矩形、梯形、鋸齒形和三角形，千斤頂常用矩形螺紋。為了獲得必要的精度又便于加工，矩形螺紋?？?jī)?nèi)徑對(duì)中，其配合可選為H8/h8。由于螺紋在徑向的間隙很小，在強(qiáng)度校核時(shí)不予考慮。 2)材料 螺桿的材料選用45鋼，熱處

3、理采用調(diào)制處理T235。軸頸處可局部淬硬C42。 3)螺紋直徑螺桿工作時(shí)，同時(shí)承受壓力和扭矩的作用，所以根據(jù)緊螺栓鏈接強(qiáng)度計(jì)算公式，有式中為螺桿許用應(yīng)力。 由參考文獻(xiàn)得螺桿許用應(yīng)力，屈服強(qiáng)度極限故， 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式求得螺距 根據(jù)梯形螺紋最大實(shí)體牙型尺寸(GB/T 5796.12005)選擇，所以螺紋牙高度，螺桿直徑取，故小徑，中徑 4)自鎖檢驗(yàn) 考慮到環(huán)境溫度濕度等不穩(wěn)定因素，為自鎖可靠，取自鎖條件其中為螺紋中徑升角，為當(dāng)量摩擦角。螺紋中徑處升角由文獻(xiàn)公式知，查表得，又由矩形螺紋知所以由得，即滿足自鎖條件。 5)結(jié)構(gòu) 螺桿上端用于支承托杯和在其中插裝手柄，因此需要加大直徑，其結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2。圖2手柄

4、孔徑根據(jù)手柄直徑確定，。為了便于切制螺紋，螺桿上應(yīng)有退刀槽，退刀槽的直徑應(yīng)比小約0.20.5mm，取退刀槽直徑。退刀槽的寬度取為。為了便于螺桿旋入螺母，螺桿端部應(yīng)有倒角或制出稍小于的圓柱形凸臺(tái)。為了防止工作時(shí)螺桿從螺母中脫出，在螺桿的下端必須安置螺釘緊固軸端擋圈(GB/T 8911986)，擋圈用螺釘固定在螺桿端部，尺寸見(jiàn)下圖。 使用B型擋圈GB/T 891B50，公稱直徑D=50mm，H=5mm，。擋圈底部用緊固螺釘螺釘（GB 819）M630固定在螺桿端部。 6）螺桿的強(qiáng)度校核螺桿強(qiáng)度校核條件：其中，為當(dāng)量應(yīng)力，為螺桿所受轉(zhuǎn)矩。故有即滿足強(qiáng)度條件：7） 螺紋牙強(qiáng)度校核 矩形螺紋牙根部剪切和

5、彎曲強(qiáng)度校核公式：式中b為螺紋壓根寬度，取，為螺紋牙高度。由參考文獻(xiàn)鑄鐵螺母，。所以有螺紋牙強(qiáng)度滿足條件。2、 螺母的設(shè)計(jì)與計(jì)算 1）材料根據(jù)表16-1，螺母材料選用鑄鐵 2）螺紋圈數(shù)Z和螺母高度 螺母的螺紋圈數(shù)通常根據(jù)螺紋牙間壓力條件求出，即 式中，為螺紋中徑；h為螺紋牙高度，由上文可知；p為螺紋牙表面許用壓力，查表16-2知螺桿許用壓力為，這里取故考慮到退刀槽的影響，實(shí)際螺紋圈數(shù)為故取螺母高： 3）螺母其它尺寸 螺母其它尺寸見(jiàn)圖3。其中，??；，??；。圖3 4）螺母與底座的配合螺母壓入底座上的孔內(nèi)，圓柱面配合采用H8/r7。為了安裝簡(jiǎn)便，應(yīng)在螺母下端和底座孔上端加工出倒角。為了防止螺母轉(zhuǎn)動(dòng)，

6、還應(yīng)安置緊定螺釘，根據(jù)開(kāi)槽錐端緊定螺釘(GB/T 711985)，選取。3、 螺桿穩(wěn)定性驗(yàn)算計(jì)算螺桿柔度時(shí)，螺桿最大受壓長(zhǎng)度l可按將重物舉到最大起升高度后，托杯底面到螺母中部的高度計(jì)算，即故有對(duì)于承載機(jī)械常用安全系數(shù)法校核壓桿穩(wěn)定性。等截面中心壓桿穩(wěn)定條件：式中為螺桿的臨界載荷，為規(guī)定的穩(wěn)定安全系數(shù)。由于螺桿為非等截面桿，現(xiàn)根據(jù)螺桿危險(xiǎn)截面將其簡(jiǎn)化為以螺紋小徑為參考尺寸的等截面圓柱桿，則其壓桿柔度：螺桿一端固定，一端自由，根據(jù)表16-4取。故計(jì)算得 根據(jù)文獻(xiàn)表查得碳鋼彈性模量范圍取。根據(jù)文獻(xiàn)優(yōu)質(zhì)碳鋼的在100左右，取比例極限粗略計(jì)算：。所以可認(rèn)為根據(jù)參考文獻(xiàn)（10-28）螺桿臨界載荷所以根據(jù)參

7、考文獻(xiàn)起重螺旋的穩(wěn)定安全系數(shù)范圍，因而螺桿滿足穩(wěn)定性要求。4、 托杯的設(shè)計(jì)與計(jì)算托杯用來(lái)承托重物，用碳鋼模鍛制成，材料取為Q235。其結(jié)構(gòu)尺寸見(jiàn)圖4。圖4其中； 。為了使其與重物接觸良好，防止重物滑動(dòng)，在托杯上表面制出切口和溝紋。為了防止托杯從螺桿端部脫落，在螺桿上端應(yīng)裝置擋板。直徑的配合可取H11/a11。當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，托杯和重物都不轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，在起重時(shí)，托杯底部與螺桿的接觸面間有相對(duì)滑動(dòng)。為了避免過(guò)快磨損，一方面需要潤(rùn)滑，另一方面要限制接觸面間的壓力，其許用壓力可取為P=17MPa，由此可確定托杯直徑為取。5、 手柄設(shè)計(jì)與計(jì)算 1）材料 手柄的材料選用Q235。 2）手柄長(zhǎng)度 扳動(dòng)手柄的轉(zhuǎn)

8、矩（圖5）必須克服螺紋副的螺紋力矩和螺桿與托杯間的摩擦力矩，即，則式中，K為施加于手柄上的臂力，間歇工作時(shí)約為150250N。在有潤(rùn)滑的條件下摩擦系數(shù)0.050.08，此處取。故 手柄計(jì)算長(zhǎng)度是螺桿中心到人手施力點(diǎn)的距離?？紤]螺桿頭部尺寸及手握長(zhǎng)度。取手柄實(shí)際長(zhǎng)度：圓整后初步取。千斤頂最小高度不應(yīng)超過(guò)千斤頂?shù)淖钚「叨?，需要在手柄上另加套管，套管長(zhǎng)度取為800mm，則實(shí)際手柄長(zhǎng)。圖53） 手柄直徑 把手柄看成一個(gè)懸臂梁，按彎曲強(qiáng)度確定直徑，其強(qiáng)度條件為： 則，式中，為材料的許用彎曲應(yīng)力，對(duì)于Q235的手柄，120MPa。所以取4） 手柄結(jié)構(gòu) 手柄插入螺桿上端的孔中，為防止手柄從孔中滑出，在手柄兩端應(yīng)加上擋環(huán)，并用螺釘或鉚釘固定，其結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖6。圖6根據(jù)螺釘緊固軸端擋圈(GB/T 8911986)，取的擋圈，用的螺釘固定。6、 底座設(shè)計(jì)底座常用鑄鐵（HT100或HT150），鑄件的壁厚取10mm。為了增加底座的穩(wěn)定性，底部尺寸應(yīng)大些，因此，可按1：5的錐度設(shè)計(jì)，如圖7所示。圖7圖中mm；??； 式中，為底座下枕墊物的許用擠壓應(yīng)力。對(duì)于木材，取22.5MPa。 ，取。7、 千斤頂?shù)男?矩形螺紋配合H8 /h8材料45鋼熱處理 C42螺距P=8mm螺桿直徑中徑小徑滿足自鎖條件手柄孔徑退刀槽直徑寬度滿足強(qiáng)度條件螺紋牙強(qiáng)度滿足條件螺母材料：鑄鐵螺紋圈數(shù)螺母高圓